合成基础油在工业齿轮油中的应用探析

2023-06-30 理论教育版权反馈

【摘要】：PAO除黏度指数大于Ⅲ类基础油外，其突出特点是倾点低，低温流动性大大优于Ⅲ类基础油。需要指出的是，PAO型合成工业齿轮油一般都会加入少量的酯类基础油。PAG型工业齿轮油，比如昆仑合成电梯油专为蜗轮蜗杆齿轮，特别是重型、严苛操作环境下的应用而设计。综上所述，三大类合成基础油性能各有不同，应用的范围也有所区别。

(一)PAO在工业齿轮油中的应用

早期的PAO主要用于军事行业，直到20世纪80年代后期，随着市场需求的显著增长及民用技术的进步，PAO润滑油才开始获得规模化应用。在制备方法上，国外公司主要通过乙烯共聚法制得α-癸烃，再通过催化齐聚和加氢饱和制得不同黏度的PAO基础油。由于α-癸烯的纯度高，催化活性及选择性高，工艺条件易于严格控制，因此其产品性能优于使用蜡裂解、分馏再聚合法所制得的PAO产品，主要表现为黏度指数高、低温性能好及热氧化安定性好等方面。

PAO除黏度指数大于Ⅲ类基础油外，其突出特点是倾点低，低温流动性大大优于Ⅲ类基础油。此外，PAO还具有优异的氧化安定性和水解稳定性，低的挥发性以及与矿物油兼容性好等优点。PAO型的合成工业齿轮油产品，如昆仑KG/S全合成重负荷工业齿轮油系列在造纸、钢铁、水泥等行业的高负荷、极端高低温和严苛的腐蚀环境下的齿轮箱中得到了越来越多的应用

(二)合成酯在工业齿轮油中的应用

合成酯是另一类广泛应用的合成润滑油的基础油，是由有机酸和有机醇在催化剂作用下通过酯化反应脱水获得的由酯基官能团组成的有机化合物。其最大特点是酯分子中的多重酯键(-CO-OR)赋予了酯分子极性，因而赋予酯类油许多无可比拟的性能：好的热氧化安定性，极佳的润滑性能，对极性物质的溶解性和可生物降解性。根据分子中酯基的多少和位置，合成酯分为单酯、双酯、多元醇酯和复酯。可生物降解齿轮油的基础油多选择多元醇酯和复酯，它们的生物降解率大都在70%以上。

需要指出的是，PAO型合成工业齿轮油一般都会加入少量的酯类基础油。这是由于PAO很难溶解添加剂，而酯类油可以溶解添加剂，同时还可以溶解于PAO。其次，PAO会使密封橡胶收缩，而酯类油则会使橡胶膨胀，因此，当两种基础油共存时，对橡胶的密封性能影响会抵消。此外，由于合成酯的可生物降解性，可降解工业齿轮油多选择合成酯作为基础油。

(三)PAG在工业齿轮油中的应用

PAG是以环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷等原料在催化剂作用下开环均聚和共聚制得的线性聚合物。PAG基础油具有极低的摩擦系数，优异的润滑性能，极高的黏度指数，卓越的低温流动性以及极佳的热氧化安定性。但PAG型润滑油与矿物型润滑油、某些涂料和油漆不兼容，在使用时需要对润滑系统进行清洗、采用氟橡胶或丁腈橡胶密封件、润滑系统内部采用环氧树脂漆或不涂漆。

由于PAG型工业齿轮油具有低摩擦系数的特点，因此适用于滑动形式较多的齿轮副润滑，特别是涡轮和双曲线齿轮。在润滑过程中几乎不产生残渣、胶质和其他沉积物，可以确保润滑系统清洁，减少润滑系统管路、精密阀门的堵塞，从而可以有效地防止由于上述原因造成的设备低油位或无油润滑而导致的设备损坏。PAG型工业齿轮油，比如昆仑合成电梯油专为蜗轮蜗杆齿轮，特别是重型、严苛操作环境下的应用而设计。

综上所述，三大类合成基础油性能各有不同，应用的范围也有所区别。聚α-烯烃(PAO)因具有良好的氧化安定性和低温流动性，常用于极端工况条件下的齿轮润滑；合成酯因具有良好的可生物降解性多用于可生物降解的齿轮油中；聚醚(PAG)因具有较低的摩擦系数多用于蜗轮蜗杆齿轮的润滑。

合成基础油在工业齿轮油中的应用探析

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